Χρήση της τηλεπισκόπησης για τη διαχείριση της βερτισιλλίωσης σε καλλιέργεια ελιάς
Από RemoteSensing Wiki
Χρήση της τηλεπισκόπησης για τη διαχείριση της βερτισιλλίωσης σε καλλιέργεια ελιάς
Remote sensing for the management of Verticillium wilt of olive
Συγγραφείς: Iatrou, George & Mourelatos, Spiros & Zartaloudis, Zois & Iatrou, Miltiadis & Gewehr, Sandra & Kalaitzopoulou, Stella
Πηγή: [[1]]
Abstract
H βερτισιλλίωση είναι μια σημαντική ασθένεια που πλήττει τις ελιές και κατά συνέπεια την ελαιοπαραγωγή. Καθώς δεν υπάρχει διαθέσιμη θεραπεία προς το παρόν εφαρμόζονται ευρέως μόνο προληπτικά μέτρα καλλιέργειας. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει πως η τηλεπισκόπηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση των επιπέδων μόλυνσης απο τον μύκητα Verticillium χρησιμοποιώντας φασματικές ενδείξεις, όπως δείκτης ανάκλασης καρετονοειδών 2 (CRI2) καθώς και ο δείκτης βλάστησης (NDVI) που απεικονίζουν αντίστοιχα τα μη ορατά και τα οράτα στάδια της μόλυνσης. Στην ίδια μελέτη εξετάζεται επίσης η δράση μιας νέας ενισχυμένης αυξητικής ουσίας φυτών (PGEF), που αποτελείται από φυσικά μεταλλικά στοιχεία και βιολογικούς παράγοντες που με βάση έρευνα στο πεδίο επαναφέρει μολυσμένα δέντρα σε πλήρη παραγωγικότητα, σε χρονικό ορίζοντα 2 ετών με βάση την αλλαγή στον δείκτη NDVI.
Εισαγωγή
Oι ελαιώνες με το μεγάλο ριζικό τους σύστημα υποστηρίζουν την πλούσια βιοποικιλότητα και ποιότητα εδάφους και κατά συνέπεια αποτρέπουν την διάβρωση του εδάφους, και συνεπώς η βερτισιλλίωση είναι μια ιδιαίτερα σοβαρή ασθένεια για τις ελαιοπαραγωγικές χώρες. Ένας σκοπός αυτής της μελέτης είναι ο καθορισμός του δείκτη CRI2 για τα πρώτα στάδια της μόλυνσης από αυτήν την ασθένεια όσον αφορά μια από τις σημαντικότερες ποικιλίες ελιάς στην Ελλάδα, τις ελιές Άμφισσας. Ένας ακόμα σκοπός είναι η μελέτη των φασματικών αποκρίσεων στην θεραπεία με PGEF. Καθώς η επαναφύτευση των ελαιώνων είναι ιδιαίτερα μακροχρόνια διαδικασία, ανάλογα με το στάδιο της μόλυνσης, η τηλεπισκόπηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης μόλυνσης αλλά και αποτελεσματικότητας της θεραπείας.
Υλικά και Μέθοδοι
Για την επαλήθευση της αποτελεσματικότητας των δεικτών CRI2 και NDVI στην ανίχνευση πρώιμων και προχωρημένων επιπέδων μόλυνσης για την cv.Amfissa ελήφθησαν χωρικά δεδομένα από αέρος από UAV (εναέριο μη επανδρωμένο όχημα) από 3 επιλεγμένα πεδία στην Φθιώτιδα στις 3 Ιουνίου 2015, τα οποία περιείχαν 151, 247 και 77 δέντρα Olea europea L.cv. Amfissa. 54, 28 και 26 δέντρα αντίστοιχα παρατηρήθηκαν οπτικά για μόλυνση από το Verticillium. Τα ελαιόδεντρα κατατάχθηκαν σε μια κλίμακα 11 σημείων, όπου στο 0 ανήκουν τα δέντρα χωρίς ορατά σημάδια μόλυνσης και στο 10 τα νεκρά δέντρα. Τα τέσσερα φασματικά κανάλια της κάμερας του UAV προσαρμόστηκαν στα 510, 660, 710 και 790 nm ώστε να ανιχνέυoυν την μόλυνση. Oι κόμες των δέντρων επιλέχθηκαν χειρονακτικα΄ώστε να διαχωριστούν από τα πίξελ του εδάφους. Kατόπιν η μέση ανάκλαση από τα 4 κανάλια χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό της CRI2 και της NDVI.
Αποτελέσματα και Συζήτηση
Η ανάγκη για άμεσο εντοπισμό της βερτισιλλίωσης στις ελιές τόσο στην διάσταση του χώρου αλλά και στου χρόνου μπορεί να καλυφθεί από την τηλεπισκόπηση. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της τρέχουσας μελέτης τα πρώτα στάδια μόλυνσης (0-3) σε ένα μοντέλο πολλαπλής παλινδρόμησης παρουσιάζει υψηλή συσχέτιση με τον δείκτη CRI2 (p<0.001), ενώ οι NDVI τιμές δεν είναι στατιστικά σημαντικές. Τόσο το CRI2, όσο και το NDVI συσχετίζονται ισχυρά με τα επίπεδα μόλυνσης (p=0.008 και p=0.006, αντίστοιχα), αλλά τα πρώιμα μη ορατά συμπτώματα της ασθένειας ανιχνεύονται καλύτερα από τον δείκτη CRI2. Ο δείκτης NDVI είναι αποτελεσματικότερος για τα μετέπειτα στάδια. Ο CRI2 είναι ένα δείκτης που υπολογίζει το περιεχόμενο σε καροτενοειδή χρησιμοποιώντας την διαφορά στην αμοιβαία ανάκλαση στο κόκκινο φάσμα και στην αμοιβαία ανάκλαση στο κανάλι που είναι εστιασμένο στα 510 nm. O σκοπός αυτού του δείκτη είναι η αφαίρεση της επίδρασης της χλωροφύλλης στον υπολογισμό των καρετονοειδών, καθώς τόσο τα καρετονοειδή όσο και η χλωροφύλλη απορροφούν στο μπλε (400 με 500 nm). Για τον καθορισμό της αποτελεσματικότητας του PGEF στον δείκτη NDVI, συγκρίθηκαν αεροφωτογραφίες από 2014 και 2015 από δέντρα που τους είχε χορηγηθεί η ουσία με δέντρα που δεν τους είχε χορηγηθεί, και ο δείκτης NDVI φάνηκε να είναι χαμηλότερος κατά 7.2% στα μολυσμένα δέντρα (p=0.016) σε σχέση με τα υγιή. Κατά συνέπεια η PGEF αυξάνει τον δείκτη NDVI που αντικατοπτρίζει την γενικότερη υγεία των φυτών και ως εκ τούτου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καταπολέμηση της μόλυνσης από Verticillium.
.png)
Συμπεράσματα
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξαν πως οι δείκτες CRI2 και NDVI είναι κατάλληλοι για τον εντοπισμό των πρώιμων και των προχωρημένων σταδίων μόλυνσης από τον μύκητα Verticillium σε 2 διαφορετικές ποικιλίες ελιάς. Επιπλέον η χορήγηση PGEF σε μολυσμένα δέντρα και η επαλήθευση της διαδικασίας ανάρρωσης μέσω των δεδομένων τηλεπισκόπησης μπορούν να αποτελέσουν εργαλεία αντιμετώπισης της βερτισιλίωσης για τους καλλιεργητές επιτραπέζιων ελιών.
